[发明专利]一种模块化多电平换流阀运行试验回路控制方法

说明书

本发明涉及柔性直流输电技术领域，尤其是一种模块化多电平换流阀运行试验回路控制方法，首先将重复控制信号发生器数字化，在反馈信号中加入Q(z)，将离散重复信号发生器的N个极点拉入单位圆圆周内，提高重复信号发生器的稳定性，得到重复信号发生器的脉冲传递函数；然后将重复控制器引入控制环路中，实现对被控对象的控制。为了保证控制系统的稳定性，必须加入补偿环节用于补偿环节k_rG_f(z)用于补偿被控对象的幅频特性和相频特性。通常补偿环节为超前特性。本发明方法的重复信号发生器将误差输入e(k)进行计算输出，当输入误差为零时，重复信号发生器的输出信号e₁(k)达到稳态并仍然具有不为零的输出，从而实现对输入信号的无静差跟踪。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，具体涉及一种模块化多电平换流阀运行试验回路控制方法。

背景技术

采用模块化多电平换流器(MMC)结构的柔性直流输电技术可以实现输电线路有功和无功的独立控制；可以向无源负荷供电，不需要交流电网支撑换相；可以实现换流站的独立控制与运行，不需要站间通信；而且具有输出谐波含量小，占地面积小等优势。正是这些技术优势，使得柔性直流输电技术十分适用于多端直流输电、清洁能源并网、异步交流系统互联、孤岛供电以及城市配电网等重要领域。

换流阀作为柔性直流输电系统的关键组件，其运行的正确性、可靠性直接影响柔性直流输电系统及公共交流输电系统的安全运行。由此，在柔性直流输电装置投运前必须对模块化多电平换流阀进行全面的试验，以验证换流阀运行的正确性、可靠性。针对直流输电换流阀电气试验的需求，国家标准化管理委员会发布了国家标准《GB/T 33348-2016高压直流输电用电压源换流器阀电气试验》，标准严格规定了换流阀的试验内容、试验要求，其中所要求的运行试验用于考察换流阀在长期实际运行工况下的电压、电流以及热等关键应力的耐受能力，以检验其运行的正确性、可靠性。为了满足国家标准的试验要求，需要搭建相应的试验电路，制定相应的控制方式，来满足换流阀运行试验的需要。

模块化多电平换流阀运行试验回路拓扑多采用附图1所示电路拓扑，其控制方式多采用开环控制方式，即通过控制辅助阀和试品阀之间输出电压的幅值、相位差来改变试验回路的电流大小与方向。但是由于采用开环控制方式，试验回路中的电流基波分量不能精确控制，二倍频电流分量与换流电抗器参数相关，导致二倍频电流基本上不受控制，所以采用开环控制方式进行换流阀的运行试验时存在一定的局限性。近年来发展出了许多闭环控制方式应用于换流阀运行试验，如PI控制、PR控制等，实现了试验回路基波电流、二倍频电流的闭环控制。但是由于上述控制方式的局限性，在试验回路中注入多次谐波电流分量时，导致各次电流闭环控制参数相互影响作用，影响控制效果，随着注入谐波的数量增加，需要控制的对象及控制参数也相应增多，导致上述控制方式无法在数字信号处理器上实现。鉴于现有柔性直流输电换流阀运行试验电路控制方式的不足，所以如何提供一种模块化多电平换流阀运行试验回路控制方法以实现换流阀运行试验电路多谐波电流的精确控制是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中柔性直流输电换流阀运行试验电路控制方式不足的技术问题，而提出一种模块化多电平换流阀运行试验回路控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：设计一种模块化多电平换流阀运行试验回路控制方法,包括如下步骤：

步骤一：根据控制保护系统的控制目标确定其基波及各次谐波电流的幅值与相位，得到控制目标电流的时域表达式，将其离散化；得到每个控制周期的时域表达式为k＝1,2,……,128，n₀为谐波次数，△t为控制周期；

步骤二：通过所述的控制保护系统采样，得到当前控制周期下试验回路电压电流的数字量；其中试验回路电流数字量赋值给i(k)，L两端电压差数字量赋值给电压扰动信号d(k)；